CN103628080A - 冷轧纯钛板带脱脂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧纯钛板带脱脂方法，涉及冷轧纯钛板带生产技术领域，提供一种能够提高脱脂效果的冷轧纯钛板带脱脂方法。冷轧纯钛板带脱脂方法采用机械刷洗、化学清洗和电解清洗三种方式中的一种或二至三种方式相结合清除冷轧纯钛板带表面的轧制油和钛粉等杂质；其中化学清洗中清洗液为KOH溶液，KOH溶液浓度为1～30wt%KOH溶液加热至温度为40～80℃，冷轧纯钛板带通过清洗液速度为5～100m/min；电解清洗中电流为100～1000A，冷轧纯钛板带为阴极，电极板为阳极，冷轧纯钛板带通过电解槽速度为5～100m/min。本发明可用于清除纯钛冷轧后在钛板带表面残留的轧制油和钛粉等杂质。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧纯钛板带生产技术领域，尤其涉及一种冷轧纯钛板带脱脂方法。
背景技术
纯钛金属具有强度高而密度小，机械性能好，韧性好，优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能等特点。是极其重要的轻质结构材料，在电子、化工、钟表、首饰、体育用品、机械设备、电镀设备、环保设备及精密加工等行业等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。随着航空工业的迅猛发展，全球钛需求及供应近10年来以约8％的增长速度递增。
纯钛板带在最初的生产中，由于受需求量和轧制技术的限制，热轧和冷轧工序均采用单张轧制，生产效率和成材率都非常低，资源浪费严重，生产成本高，因此也制约了对纯钛板的需求。随着人们对钛的加工技术的不断研究，纯钛的热轧和冷轧技术得到了很大的发展，尤其是俄罗斯、美国、日本及欧洲一些国家，现阶段冷轧纯钛轧制以整卷轧制为主，单张轧制为辅，生产效率、成材率得到了很大提高，产品质量及性能也获得提升。
同钢带的冷轧轧制一样，纯钛冷轧后在钛带表面会残留有大量的轧制油和钛粉等杂质，且轧制后纯钛机械性能极差，需经真空退火来恢复。而冷轧纯钛在真空退火前必须进行脱脂处理，去除纯钛表面的残留轧制油和钛粉等，防止纯钛在真空退火过程中与其发生反应，影响纯钛本身的性能。
现常规的脱脂工艺采用“机械刷洗+化学清洗”或“机械刷洗+化学清洗+电解清洗”的脱脂方式，采用的脱脂剂为NaOH溶液配制而成，机械刷洗指利用刷辊在纯钛表面与纯钛运行方向反方向运转，以机械力的形式刷洗纯钛表面；化学清洗指NaOH碱液被加热到一定的温度后与纯钛表面的轧制油发生皂化反应，使得表面的轧制油与NaOH反应后溶解到液体中；电解是指纯钛和电解槽中的电极板互为阴阳极，电解纯钛表面的水，生成氢气或氧气，随着反应的进行，气体量足够大时形成气泡，就带着油脂脱离纯钛表面。为了更好的清洗效果，一般采用以上两种或三种形式相结合的方法进行纯钛的清洗。
纯钛真空退火对表面的洁净度要求极高，现有采用NaOH为介质的脱脂液实施上述工艺后，经常出现钛带表面清洗不干净情况，其表现形式为真空退火后纯钛表面产生色差、色斑、发暗、发灰等缺陷。为解决该问题，工程技术人员通常采用的方法有：增加脱脂剂浓度、增加电解电流、强化机械刷洗、降低生产速度以延长脱脂时间等。但上述方法不能很好的控制脱脂效果且会带来一定的负面影响，如加大电解电流，会对轧制油和钛粉等的清洗效果有明显提高，但纯钛表面会发生明显的颜色变化，主要是因为电解过程中产生的大量氧气对纯钛产生氧化，根据氧化程度的不同，颜色由蓝色到紫色程度不同，该颜色在真空退火后不能消除，影响最终的产品质量，合理的浓度和电解电流很难平衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够提高脱脂效果的冷轧纯钛板带脱脂方法。
为解决上述问题采用的技术方案是：冷轧纯钛板带脱脂方法采用机械刷洗、化学清洗和电解清洗三种方式中的一种或二至三种方式相结合清除冷轧纯钛板带表面的轧制油和钛粉等杂质；
机械刷洗是冷轧纯钛板带直线运动，刷辊与冷轧纯钛板带表面接触并旋转，刷辊旋转方向与冷轧纯钛板带运动方向相反，刷辊刷洗冷轧纯钛板带表面。
化学清洗是冷轧纯钛板带通过清洗液，清洗液与冷轧纯钛板带表面的轧制油发生皂化反应，轧制油皂化反应后溶解到清洗液中，清洗液为KOH溶液，KOH溶液浓度为1～30wt%KOH溶液加热至温度为40～80℃，冷轧纯钛板带通过清洗液速度为5～100m/min；
电解清洗是冷轧纯钛板带通过电解槽，冷轧纯钛板带和电解槽中的电极板均通电，电流为100～1000A，冷轧纯钛板带为阴极，电极板为阳极，电流电解冷轧纯钛板带表面的水生成氢气，氢气形成气泡浮出电解槽过程中带着轧制油脱离纯钛表面，冷轧纯钛板带通过电解槽速度为5～100m/min。
进一步的是：KOH溶液加热方法为往KOH溶液中注入蒸汽，通过蒸汽加热KOH溶液。
进一步的是：冷轧纯钛板带依次进行机械刷洗、化学清洗、电解清洗、机械刷洗。
本发明的有益效果是：①根据实验，钾离子的去污能力优于钠离子，利用KOH的脱脂剂脱脂效果优于常规利用NaOH脱脂剂的脱脂效果；②KOH的脱脂剂脱脂效果好，可以使后续电解电流低，减少了整个脱脂环境中的氧气量，对冷轧纯钛的危害小；③电解时冷轧纯钛板设置为阴极，电极板设置为阳极，因为阴极在电解时表面产生氢气，避免了纯钛为阳极时表面产生氧气直接对纯钛产生氧化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
冷轧纯钛板带脱脂方法采用机械刷洗、化学清洗和电解清洗三种方式中的一种或二至三种方式相结合清除冷轧纯钛板带表面的轧制油和钛粉等杂质；
机械刷洗是冷轧纯钛板带直线运动，刷辊与冷轧纯钛板带表面接触并旋转，刷辊旋转方向与冷轧纯钛板带运动方向想反，刷辊刷洗冷轧纯钛板带表面。
化学清洗是冷轧纯钛板带通过清洗液，清洗液与冷轧纯钛板带表面的轧制油发生皂化反应，轧制油皂化反应后溶解到清洗液中，清洗液为KOH溶液，KOH溶液浓度为1～30wt%KOH溶液加热至温度为40～80℃，冷轧纯钛板带通过清洗液速度为5～100m/min；
电解清洗是冷轧纯钛板带通过电解槽，冷轧纯钛板带和电解槽中的电极板均通电，电流为100～1000A，冷轧纯钛板带为阴极，电极板为阳极，电流电解冷轧纯钛板带表面的水生成氢气，氢气形成气泡浮出电解槽过程中带着轧制油脱离纯钛表面，冷轧纯钛板带通过电解槽速度为5～100m/min。
实际应用表明本发明有如下有益效果①根据实验，钾离子的去污能力优于钠离子，利用KOH的脱脂剂脱脂效果优于常规利用NaOH脱脂剂的脱脂效果；②KOH的脱脂剂脱脂效果好，可以使后续电解电流低，减少了整个脱脂环境中的氧气量，对冷轧纯钛的危害小；③电解时冷轧纯钛板设置为阴极，电极板设置为阳极，因为阴极在电解时表面产生氢气，避免了纯钛为阳极时表面产生氧气直接对纯钛产生氧化。
KOH溶液加热至40～80℃方法有多种，本发明优选方法为往KOH溶液中注入蒸汽，通过蒸汽加热KOH溶液。蒸汽加热KOH溶液热效率和热利用率很高，不会因KOH溶液容器结垢而出现传热效果不好的情况。
本发明优选冷轧纯钛板带清洗流程为冷轧纯钛板带依次进行机械刷洗、化学清洗、电解清洗、机械刷洗。通过该优选方式清洗的纯钛板带有非常好的清洁度。
实施例1
将KOH脱脂剂原液加入到脱脂机组循环系统用于液体循环的储存罐，按适当的比例加入水，打开循环泵和蒸汽加热系统，历经15分钟，经过2次加水调整后，化验室检测的KOH浓度为2.5%，清洗液温度在线检测79℃。机组速度5m/min，采用“机械刷洗+化学清洗”的模式，脱脂效果良好。
实施例2
将KOH脱脂剂原液加入到脱脂机组循环系统用于液体循环的储存罐，按适当的比例加入水，打开循环泵和蒸汽加热系统，历经20分钟，经过2次加水调整后，化验室检测的KOH浓度为18%，清洗液温度在线检测60℃。机组速度50m/min，电解电流150A，采用“机械刷洗+化学清洗+电解清洗”的模式，脱脂效果很好，表面颜色正常。
实施例3
将KOH脱脂剂原液加入到脱脂机组循环系统用于液体循环的储存罐，按适当的比例加入水，打开循环泵和蒸汽加热系统，历经20分钟，经过1次加水调整后，化验室检测的KOH浓度为28%，清洗液温度在线检测45℃。机组速度100m/min，电解电流950A，采用“机械刷洗+化学清洗+电解清洗+机械刷洗”的模式，脱脂效果很好，表面颜色正常。
Claims (3)
1.冷轧纯钛板带脱脂方法，其特征在于：采用机械刷洗、化学清洗和电解清洗三种方式中的一种或二至三种方式相结合清除冷轧纯钛板带表面的轧制油和钛粉等杂质；
机械刷洗是冷轧纯钛板带直线运动，刷辊与冷轧纯钛板带表面接触并旋转，刷辊旋转方向与冷轧纯钛板带运动方向相反，刷辊刷洗冷轧纯钛板带表面。
化学清洗是冷轧纯钛板带通过清洗液，清洗液与冷轧纯钛板带表面的轧制油发生皂化反应，轧制油皂化反应后溶解到清洗液中，清洗液为KOH溶液，KOH溶液浓度为1～30wt%KOH溶液加热至温度为40～80℃，冷轧纯钛板带通过清洗液速度为5～100m/min；
电解清洗是冷轧纯钛板带通过电解槽，冷轧纯钛板带和电解槽中的电极板均通电，电流为100～1000A，冷轧纯钛板带为阴极，电极板为阳极，电流电解冷轧纯钛板带表面的水生成氢气，氢气形成气泡浮出电解槽过程中带着轧制油脱离纯钛表面，冷轧纯钛板带通过电解槽速度为5～100m/min。
2.根据权利要求1所述的冷轧纯钛板带脱脂方法，其特征在于：KOH溶液加热方法为往KOH溶液中注入蒸汽，通过蒸汽加热KOH溶液。
3.根据权利要求1或2所述的冷轧纯钛板带脱脂方法，其特征在于：冷轧纯钛板带依次进行机械刷洗、化学清洗、电解清洗、机械刷洗。
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